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ING. HUGO AVALOS Integrante
de la Comisión Técnica del INCOSE/Instituto EL PRESENTE INFORME TRATA LOS SIGUIENTES TEMAS: FUNDAMENTOS DE PROTECCION CONTRA EL FUEGO POR LOS QUE SE RIGEN LOS SISTEMAS CON PLACAS DE YESO LAMINADO, COMPORTAMIENTO DE LAS PLACAS DE YESO LAMINADO ANTE EL FUEGO. DEFINICIONES: RESISTENCIA AL FUEGO, ESTABILIDAD AL FUEGO, PARALLAMAS Y REACCION AL FUEGO. MATERIALES ADECUADOS PARA AUMENTAR LA RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS SISTEMAS CON PLACAS DE YESO LAMINADO. NORMATIVA EUROPEA. IMPORTANCIA DE LA CORRECTA INSTALACION PARA LOGRAR LA RESISTENCIA AL FUEGO ESPERADA. LOS INCENDIOS CONSTITUYEN EL MAS grave riesgo para los ocupantes de un edificio, además de los bienes que el mismo incluye y la propia edificación. Las consecuencias de un incendio se resumen en una sola palabra: pérdidas. Siempre habrá pérdidas materiales de bienes familiares, sociales o empresariales. Con frecuencia también habrá derivaciones en carencia de servicios. Sin embargo, lo más grave y doloroso por lo irreparable son las pérdidas de vidas humanas. Una pregunta surge ante esto: ¿habrá algún medio de eliminar este problema? La respuesta es que probablemente nunca pueda eliminarse pero sí reducirlo notablemente en dimensiones mediante acciones adecuadas de incremento de la protección pasiva y activa, especialmente en el hábitat de las personas como es el caso de los edificios. Un país que empezó a aplicar esta política a mediados de los años 70 fue EE.UU con los resultados indicados en el Cuadro 1. La reducción es notable si se tiene en cuenta el incremento de población del 22% en el período 1966-1984. LA PROTECCION CONTRA EL FUEGO Todos los países de nuestro entorno, conscientes del grave problema de los incendios, han legislado normas de obligado cumplimiento para aumentar la protección de los edificios. La Norma española NBE-CPI-96, actualmente en revisión, contempla los aspectos de protección pasiva y activa de los edificios o establecimientos, excluido los de uso industrial. Aunque la norma es clara en las definiciones y aplicación es conveniente resaltar algunos aspectos de interés para el proyectista. MEDIDAS DE PROTECCION PASIVA Son acciones orientadas a que un edificio, dentro de una arquitectura y uso determinado, presente mayor resistencia a que se generen incendios y, en todo caso, a reducir la velocidad de propagación de los mismos. Se facilita la evacuación ordenada de los ocupantes (víctimas potenciales) y la utilización de los medios de protección activa para reducir el incendio (disminución de daños). En este contexto, los materiales incombustibles y los no inflamables (placas de yeso laminado, perfiles metálicos, lanas de vidrio y de roca) juegan un papel importante según dos aspectos diferentes de comportamiento frente al fuego de los materiales y de los elementos constructivos del edificio.
Comportamiento ante el fuego de los materiales La conocida clasificación MO, Ml..., M4, indica la capacidad relativa de los materiales para favorecer el inicio o desarrollo de un incendio, según las normas UNE. La clase MO significa que el material no es combustible; la clase Ml indica un material combustible pero no inflamable; las clases M2, M3 y M4 significan productos con un grado de inflamabilidad creciente. Hay placas de yeso laminado M-0 incombustibles, y otras M-1 no inflamables. Las lanas minerales son de naturaleza M-0, como material inorgánico. Hay dos aspectos a tener en cuenta a la hora de evaluar el comportamiento ante el fuego de los materiales: El poder calorífico de los mismos (es decir, su capacidad de recibir y transmitir calor) y la generación de humos (es decir, la capacidad de emitir gases tóxicos). a. Los materiales orgánicos presentan valores de carga de fuego caracterizados por su PC (Poder Calorífico), independientemente de su clasificación al fuego. Este valor es característico de cada material y no se reduce con la adición de componentes ignifugantes que mejoran la clasificación al fuego. Así, productos que son naturalmente M4, pueden pasar a clasificación Ml con ignifugantes, pero mantienen su PC prácticamente igual. Si bien la posición relativa de los materiales en una solución constructiva supone diferente nivel de riesgo, es evidente que la colocación de productos de elevado poder calorífico en posición expuesta para un posible incendio incrementa los riesgos, con independencia de su clasificación al fuego. Dentro de las posiciones expuestas están obviamente los elementos vistos de un local y también aquéllos introducidos en cámaras de aire con circulación del mismo y en todo caso las cámaras de alto volumen relativo con escasa protección de incendios en alguno de los cerramientos de las mismas. En este punto es importante destacar el rol importante que juegan las placas de yeso laminado ya que tienen un poder calorífico bajo, es decir, se calientan muy poco en la cara opuesta a la expuesta. El yeso, debido a su capacidad de retención de humedad, comienza por desprenderla, con lo cual tarda un tiempo prolongado en acusar el calor. b. La generación de humos de los materiales combustibles durante un incendio supone otra problemática muy grave. Los humos representan un riesgo suplementario para la evacuación de las personas y para la lucha contra el incendio debido a la reducción de la visibilidad (opacidad) y a la disminución del oxígeno respirable. En el límite, según el tipo de incendios y de los materiales en ignición, los humos pueden contener gases tóxicos (CO, CNH) que son letales incluso a bajas concentraciones. Sobre la importancia de esta problemática, es suficiente indicar que más del 80% de las víctimas de los incendios perecen a causa de los humos. La generación de humos en cuanto a opacidad, está ligada a las características de composición de los materiales siendo más intensa o rápida a mayor carga de fuego especialmente en los materiales plásticos. Los análisis de composición de humos permiten conocer la presencia cuantitativa de gases tóxicos dependientes de la composición de los materiales. En función de las concentraciones del análisis y de las concentraciones normalizadas máximas admisibles, algunas normas (ISO, NF...) determinan el 'índice de toxicidad de los humos'. Las placas de yeso laminado, al contener solamente yeso en su alma, son totalmente ecológicas y solamente desprenden vapor de agua retenido en su interior. El yeso no se quema y por lo tanto no desprende humo. Resistencia al fuego de los elementos constructivos Dos formas diferenciadas se consideran: la capacidad portante de los elementos estructurales para impedir el colapso del edificio en caso de incendio y la capacidad de los elementos de cierre y compartimentación (fachadas, divisorios, forjados, etc.) para confinar el incendio e impedir la ignición y propagación de llamas a espacios contiguos. Para ambos casos la característica es el tiempo: cuanto mayor sea el tiempo disponible será más favorable la evacuación de personas o, la lucha contra el incendio. a. La estabilidad al fuego (EF) de los elementos estructurales depende en buena medida del material de la estructura en cuanto a la reducción de su resistencia mecánica con la temperatura. El acero alcanza a 538 ºC la llamada «temperatura crítica», a la cual ya no le es posible soportar la carga de diseño. El acero es muy buen conductor del calor, lo que representa un aspecto negativo en cuanto a la resistencia al fuego ya que alcanza la «temperatura crítica» en pocos minutos. El hormigón soporta mejor la acción del fuego por ser un material peor conductor del calor, y la resistencia estructural sólo depende del tiempo en que las armaduras de acero alcancen su temperatura crítica. La utilización de sistemas de yeso laminado con lanas minerales como materiales envolventes de los elementos estructurales, permite aumentar notablemente los tiempos de EF debido al poder aislante térmico de la lana mineral. b. Parecido es el caso de los elementos de cierre y compartimentación caracterizados en este caso por la resistencia al fuego (RF). Las exigencias son muy severas: no sólo se debe impedir el paso de llamas a través del elemento sino también el paso del calor a la cara no expuesta al fuego, ya que si ésta alcanza temperaturas elevadas se permitiría la ignición de materiales en los espacios contiguos, propagándose entonces el incendio. PROTECCION PASIVA Y ALIGERAMIENTO DE CARGAS DEL EDIFICIO La arquitectura contemporánea, por razones de reducción de costos, trata de encontrar soluciones constructivas cada vez más ligeras y de fácil colocación sin que se dejen de cumplir las necesarias características de resistencias mecánicas. Sin embargo la protección contra el fuego parece oponerse a este deseo si sólo se utilizan materiales tradicionales y no una adecuada combinación de éstos con revestimientos protectores ligeros y permanentes en el tiempo. En algunos casos el material de estructura no soporta el fuego mínimamente. Se puede alcanzar un grado importante de EF en un pilar metálico efectuando una envolvente de ladrillo enlucido. Igual resultado se puede obtener con un sistema de placas de yeso laminado y lana mineral envolvente, con la ventaja de la facilidad de colocación y un peso mucho más ligero. Existen otros materiales que resisten bien el fuego, pero no con el nivel suficiente exigido por la normativa. Incrementar espesores o utilizar productos más densos, es una solución... pesada. Más aceptable será el adosado de lanas minerales y todavía, aún mejor, la sustitución de divisorios de obra de mampostería, por elementos divisorios de montaje en seco con alma interior revestida de lana mineral. SISTEMAS KNAUF PARA RESISTIR AL FUEGO El fuego es un tema muy delicado, que lamentablemente, aún no ha tomado bastante conciencia entre la gente que ronda el mundo de la construcción. Así, un incendio puede causar víctimas con la consiguiente responsabilidad penal de los implicados en la obra. Normalmente y según es de esperar, no ocurre un incendio en cada obra, lo que lleva muchas veces a las constructoras a confiarse y tomar cierta ligereza en el tema. Sin embargo la posibilidad está siempre latente y no debemos esperar a que ocurra una tragedia. Importancia de la correcta instalación Antiguamente los fabricantes se dedicaban a la venta de los materiales dejando las soluciones constructivas en manos de la persona o empresa instaladora. Esto configuraba variedad de sistemas que muchas veces no cumplían ningún requisito mínimo a la hora de resistir al fuego. Lo expuesto, sumado muchas veces a la utilización equivocada de los productos, ha llevado a una degradación de los sistemas y a un cierto rechazo a nivel de la población, de los mismos. Knauf, en su intención de trabajar en la línea de búsqueda constante de calidad, ha estudiado unos sistemas idóneos para cada aplicación y los ha ensayado en laboratorios con el fin de dar una solución de tipo integral a cada unidad de obra proyectada. Estos sistemas debidamente homologados cuentan con la garantía de la empresa, siempre y cuando se utilicen los materiales indicados y la instalación del sistema siga lo recomendado en las hojas técnicas. Estos sistemas 'receta' son muchas veces desaprobados por instaladores que llevan un cierto número de años montando sistemas 'a su gusto', ya que tienen una inercia a no innovar cuando el mundo de la construcción cambia a diario. En estos casos (sistemas no homologados), no se puede garantizar su buen funcionamiento quedando por lo tanto toda la responsabilidad en manos de la persona que haya decidido llevarlo a cabo. Resistencia al fuego de los sistemas Los Sistemas Knauf tienen una resistencia al fuego que viene dada en función de varios elementos o materiales que lo componen y que se comentan a continuación: a. Espesor total de la placa. El espesor total de placa que se utiliza en cada cara de un tabique es uno de los elementos mas importantes en su resistencia al fuego. Cada sistema resiste lo que el ensayo establezca, sin otra teoría, es decir, no existen fórmulas para extrapolar un resultado de ensayo, aunque sí se puede afirmar que si un sistema resiste un cierto tiempo al fuego, otro idéntico, con mayor espesor de placa del mismo tipo, resistirá al menos igual que el anterior. b. El tipo de placa. Existen distintos tipos de placa en función de su composición. Las placas especiales para resistir al fuego incorporan por lo general fibra de vidrio mezclada con el yeso. La regla de extrapolación en este caso es la misma que en el caso anterior. c. Espesor de perfiles y consecuentemente de la cámara de aire que queda en el interior de cada tabique. No hay aquí tampoco una regla clara de extrapolación, aunque se sabe que a mayor hueco, mayor resistencia. d. Aislante incorporado. Las fibras minerales pueden jugar un rol importante en la resistencia al fuego de los sistemas con placas de yeso laminado. Las lanas de roca, que normalmente tienen un punto de fusión por encima de 1.000ºC, aumentan la resistencia al fuego de los sistemas. e. Encuentros conflictivos. Especial atención se debe prestar a los encuentros entre techos y paredes o paredes distintas con distintas resistencias al fuego. Estos encuentros deberán ser diseñados para resistir como mínimo el mayor valor exigido a cada uno de los elementos. f. Finalmente, hay dos puntos a los que se les da muy poca importancia y que juegan un papel preponderante: La distancia entre tornillos y el tratamiento de juntas. Los tornillos son puntos de sujeción de placas, que al distanciarse más de lo indicado en las hojas técnicas dan al sistema mayor posibilidad de la caída de las placas y por lo tanto reducen sensiblemente la resistencia al fuego. El tratamiento de juntas mal realizado o con materiales y masillas inadecuadas provocan la apertura de las juntas antes de lo esperado con la consiguiente reducción del tiempo de resistencia dado por el ensayo. Un tema a tener en cuenta en el caso de techos suspendidos (cielorrasos) es la confusión que muchas veces se produce al evaluar las exigencias. Cuando lo que se quiere proteger es la habitación superior (en el caso de un edificio con varios pisos) se tiene que tener en cuenta el conjunto cielorraso-forjado. En otros casos se presenta el caso del pasaje de conductos de aire acondicionado o de cables, por encima del cielo raso suspendido, y se procura proteger esos elementos. En estos casos se deben evaluar la necesidad de que sea el elemento suspendido (cielorraso) quien se encargue de resistir por sí solo el fuego. Una opción alternativa son los sistemas especiales Knauf K 261, K 262, y K 271, que protegen conductos de cables o de ventilación. Si se utilizan estos sistemas, basta con proteger los elementos y evaluar el resto del cielorraso como una suma en colaboración del cielorraso suspendido con el forjado. Finalmente merece la pena destacar los sistemas de protección de vigas y columnas metálicas. Estos elementos al llegar a una cierta temperatura, colapsan, y su protección se realiza en función de ello. Knauf tiene unas tablas para cada tipo de perfil donde en función de su factor de masa se determina un espesor de placa para lograr una estabilidad al fuego por el tiempo requerido. CONCLUSIONES El fuego es un factor importante a tener en cuenta durante el proyecto y la construcción. El proyectista durante la elaboración del proyecto, el Jefe de obra en el control y los instaladores a la hora de montar los sistemas, juegan un papel decisivo para evitar problemas que puedan derivar en tragedia. Debemos concientizar en este sentido a todos los participantes de la actividad de la construcción.
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REVISTA CONSTRUIR
